曲線頂管施工技術在市政工程中的應用

曹 麗 花

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030006)

?

曲線頂管施工技術在市政工程中的應用

曹 麗 花

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030006)

以某道路排水系統改造工程為例，闡述了曲線頂管的施工過程和技術控制措施，并探討了頂管施工中對建筑物、道路和公用管線的保護方法，對提高頂管施工管理質量水平有一定的意義[1]。

曲線頂管，排水系統，道路，構筑物

曲線頂管的施工技術是市政工程中常見的非開挖的技術，其應用范圍也比較廣泛，它不僅安全高效而且可操作性比較強，主要應用在排水系統和雨污分流工程中，給市政工程帶來了很大的方便，不僅極大的縮短了城市建設的開發周期，而且有效的減少了市政工程施工對周圍道路環境的影響。某市的地質情況和交通情況都比較復雜，給市政污水治理工程帶來了很大的不便，地面的開挖工作受到了很大的限制，一般情況下采用的方法是減少頂管作業井的數量，或是將直線頂管變為長距離曲線頂管的方法，降低了城市交通、粉塵、噪聲等帶來的影響[2]。

1 工程概況

某市某道路排水系統處于城市的繁華地段，地下管道的走向比較復雜，大多沿交通繁忙道路而建，其中污水管為φ2 400的鋼筋混凝土管道，接口主要為“F”型，管道的全長達到了1 077.3 m，采用的是曲線頂管的施工技術，該工程共分為7個部分頂進，其中曲線頂管有4段，分別為：A路段曲線頂管132.4 m(R=300，α=11.7°)，B路段曲線頂管225.4 m(R=600，α=7.5°)，C路段曲線頂管117.6 m(R=300，α=11.7°)，D路段曲線頂管287.6 m(R=600，α=8.1°)，對工程的地質情況分析可以得到：埋管的底標高為-5.0 m～-7.0 m，并且管道基本位于淤泥質的粘土層中，部分管段位于粉土層和灰色淤泥質的粉質粘土層中。

2 曲線頂管的施工技術在工程中的應用

首先是曲線頂管設備的選擇。由于該工程土質比較柔軟，并且含水率比較高，因此選用的是適合本地區土質并且易于控制沉降量的頂管挖掘機φ2 400機械平衡式頂管機，糾偏系統中主要關注的是以下數據：機頭總推力F應該控制在6 800 kN，選取8臺D=200 mm的雙作用油缸，每一組中設置2臺同時滿足了推力的要求；另外機頭長徑比取值為1∶1，機頭最大的糾偏角度控制在2°，同時糾偏特殊管設計時也應該滿足設計確定的縫隙值和θ值。

然后是成品管的設計。頂管的型號一般可分為三種，分別為：F型鋼套接口管、T型鋼套接口管、企口管，在本次的研究中采用的是F型成品管，管節接縫的集合關系滿足:

其中，θ為兩管節之間的轉角；L為標準長度(2.5m)；R為曲線的半徑；D為外徑。R=600時，X=12mm，θ=0.23°；R=300時，X=24mm，θ=0.48°。為了保障曲線段接口良好的密封性，需要將鋼套管的伸出部分增加到18cm；成品管的木襯墊也是其中重要的問題之一，由于進入曲線段之后管道的內側會被壓縮，因此選擇材料的過程中需要考慮到材料的性能，厚度不能太薄，一般選擇30mm的松木襯墊[3]。

其次是曲線頂管施工過程分析。施工過程主要可以分為四個階段：出洞前的準備階段、正常頂進階段、曲線段頂進階段、后期的收尾工作階段。出洞前的準備主要包括起重設備的就位、頂管設備的安裝及進場，軸線的放樣工作完成，導軌、油缸的組成和測量安裝系統就位，操作平臺和控制線路的布置，各個運行設備的調適工作完成，聯機總調試狀態正常；正常頂進階段主要包括割除鋼筋、鑿除混凝土機頭部分頂入洞口，之后電纜和油管等設備繼續頂進，油缸到位后將水泥管和電纜拆除，第一節管下井之后將設備段和第一節管合龍，不斷的重復上述的工作，直到到達預定的長度，每一個環節進行的過程中，都需要對軸線做1次～2次的測量，出現問題時要及時的采取措施；曲線段的頂進階段主要包括將機頭糾偏油缸一側伸展形成曲線，為了保證彎曲均勻，必須用千斤頂調整接口的張開量，并且要用木墊進行固定；后期的收尾工作主要是對洞口安裝止水裝置，井位和機頭偏差都要進行復測，機頭進洞并吊運，對管道進行清洗并且做好管節間的連接工作，記錄管節的偏差數據。

最后是曲線頂管控制的技術措施及糾偏技術。1)觸變泥漿的配比根據不同的土質進行試驗確定，經過研究發現適合該泥漿配比如下：純堿40kg、水7 000kg、膨潤土1 000kg，漿液的性能主要包括失水量8.24mL，粘度為S26，觸變性能比較好，并且處于粘稠的狀態；2)曲線段的注漿方法，由于法向分力作用的存在，土壤的摩阻力和擾動會比較大，掘進機進入到曲線段時，曲線外側的注漿量就會增加，并且形成完整的泥漿套；3)中繼環的布置，當頂力達到工作井最大承受力的60%時，需要進行中繼環的設置，對A，B，C，D路段分析之后均為長距離曲線頂管，因此需要加入中繼環，其中中繼環頂距、間距的匯總如表1所示。

表1 各中繼環頂距、間距的匯總表

除了機頭的糾偏裝置以外需要將最前3節的管子設計成糾偏特殊管，主要的做法是在普通管的尾部放置起曲油缸，木松墊要墊到設計要求的高度，與此同時前8節的管子上設置拉桿，以防線性失控，頂進從曲線恢復到直線的過程中主要通過機頭糾偏油缸實現，調整木墊的位置達到設計的厚度，通過研究沉降狀況對其進行必要的沉降控制，以達到良好的糾偏效果。

3 對構筑物、道路的保護措施

為了確保頂管施工沿線道路和構筑物的安全，在該工程實施之前需要對沿線的道路上水，上煤管線進行搬遷，對原來的雨水管道進行改排，施工結束之后進行恢復，需要采用的具體措施有沉降的監測、精心施工、水泥漿置換觸變泥漿、頂管進出洞口注漿保護等等，在沿線的路口設置沉降監測點，間距一般為5.0 m，其中構筑物的沉降點一般布置在四角的位置，在管道軸線附近要適當的加密處理，提高監測的效果；在施工的過程中一定要嚴格的復核、勤糾偏；在頂管結束之后要置換觸變泥漿填充空隙；另外由于開洞的時間比較長，為了避免水土流失產生的地面沉降危及到公共的管線，需要在頂管工作井洞口的位置采取注漿加固的措施，通過以上的施工安全監測和保護措施，該工程施工各階段的安全有了良好的保障，縮短了施工的工期，曲線頂管施工技術的應用也會越來越廣泛[4]。

4 結語

曲線頂管的施工技術對城市道路、交通和環境的影響較小，不會影響到人們的正常生活，在地下施工的過程中噪聲比較小，泥漿及廢棄物排放比較集中，施工的進度比較快，在當今市政工程的應用中也越來越廣泛，提高了頂管設計和施工技術的水平，并且取得了良好的經濟效益和社會效益[5]。

[1] 宋 勇.曲線頂管施工技術在市政工程中的應用[J].城市道橋與防洪,2009(12209):88-93，232.

[2] 吳榮榮.泥水平衡式曲線頂管施工技術在電力改造工程中的應用[D].廈門：華僑大學,2013.

[3] 肖 鵬.頂管施工技術在市政工程中的應用[J].中國城市經濟,2011(15217):308-309.

[4] 蒙新宇.曲線頂管施工在市政給排水工程中的應用[J].門窗,2014(8501):67.

[5] 張小東.長距離曲線頂管施工在市政工程中的應用研究[J].價值工程,2014,33(35725):129-131.

Application of curved pipe jacking construction technology in municipal engineering

Cao Lihua

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030006,China)

Taking the road drainage system transformation engineering as an example, the paper discusses curved pipe jacking construction process and technology control measures, and explores methods of protecting buildings, road and public pipeline in curved pipe jacking construction process, which has certain guiding meaning for improving curved pipe jacking construction management quality level.

curved pipe jacking, drainage system, road, structures

1009-6825(2016)16-0104-02

2016-03-24

曹麗花(1978- )，女，工程師

TU990.05

A